Cele patru componente ale unei baterii Li-ion
Mulți mașini de electrocasnice se străduiesc în prezent să lanseze aspiratoare cu baton fără fir.
Mulți oameni adoră acest aparat, deoarece este suficient de ușor pentru a fi folosit chiar și de un tânăr, având în același timp o putere excelentă de aspirare.
Bateriile Li-ion au făcut posibilă crearea de aspiratoare fără fir, în mare parte.
Densitate mare de energie, dar fiind ușoare, bateriile Li-ion sunt mai eficiente și au o capacitate mai mare decât bateriile convenționale.
sunt utilizate frecvent într-o varietate de domenii, inclusiv scule electrice, sisteme de stocare a energiei, aparate mici și echipamente IT.
precum și mașini electrice.
Astăzi, să examinăm bateriile Li-ion de sus în jos.
Catodul, anodul, electrolitul și bateria Li-ion constau din patru componente.
Separator
Catodul, anodul, electrolitul și separatorul sunt cele patru componente esențiale ale unei baterii litiu-ion.
O baterie Li-ion are nevoie de fiecare componentă, deoarece nu poate funcționa dacă una dintre ele este absentă.
„Catodul” unei baterii Li-ion îi influențează capacitatea și tensiunea.
Litiul dintr-o baterie litiu-ion este supus unor procese chimice pentru a produce energie.
Din acest motiv, litiul este introdus în mod natural în baterie, iar zona în care se află litiul este cunoscută drept „catod”.
Oxidul de litiu este utilizat pentru catozi, deoarece litiul în forma sa elementară, care constă din litiu și oxigen, este instabil.
Termenul „material activ” se referă la o substanță precum oxidul de litiu care blochează reacția electrodului bateriei reale.
Cu alte cuvinte, oxidul de litiu servește ca componentă activă în catodul unei baterii Li-ion.
O folie de aluminiu subțire folosită pentru a susține cadrul acoperit al catodului poate fi văzută dacă priviți catodul cu atenție.
folosind un amestec dintr-o substanță activă, un aditiv conductor și un liant.
Ionii de litiu sunt prezenți în substanța activă și se adaugă un aditiv conductiv pentru a îmbunătăți conductivitatea;
În plus, liantul servește ca un adeziv pentru a ajuta la aderența adecvată a aditivului conductor și a materialului activ la substratul de aluminiu.
Proprietățile bateriei sunt puternic influențate de catod.
deoarece tipul de material activ al catodului afectează tensiunea și capacitatea bateriei.
Capacitatea crește odată cu cantitatea de litiu prezentă, iar tensiunea crește odată cu mărimea diferenței de potențial dintre catod și anod.
În funcție de tip, diferența de potențial dintre anozi și catozi este de obicei minoră pentru anozi și oarecum semnificativă pentru catozi.
Ca rezultat, catodul este crucial în determinarea tensiunii bateriei.
„Anodul” transmite electroni pe un fir.
Substratul anodului este acoperit cu material activ, la fel ca și catodul.
Funcția substanței active a anodului este de a permite trecerea curentului electric prin circuitul extern.
Ionii de litiu emiși de catod pot fi absorbiți sau eliberați reversibil în timp ce se procedează astfel.
Ionii de litiu sunt păstrați în anod, nu în catod, atunci când bateria este încărcată.
Când catodul și anodul sunt acum conectate printr-un fir conductor (în stare de descărcare),
Electrolitul permite în mod natural ionilor de litiu să revină la catod,
iar electronii separați ai ionilor de litiu (e-) curg pe fir în timp ce produc energie.
Utilizarea grafitului cu structura stabilă pentru anozi și acoperirea cu material activ pe substratul anodului
un liant și un aditiv conductiv.
Caracteristicile ideale ale grafitului, și anume stabilitatea sa structurală și reactivitatea electrochimică scăzută,
Materialul este considerat a fi potrivit pentru utilizare ca anod, având în vedere accesibilitatea și capacitatea sa de a stoca cantități mari de ioni de litiu.
„Electrolitul” permite numai mobilitatea ionilor.
S-a spus că ionii de litiu curg prin electrolit în timp ce discutam despre catod și anod.
iar firul este plin cu electroni.
Acest lucru este esențial pentru a permite unei baterii să consume energie.
Nu vom putea folosi electricitatea și siguranța noastră va fi în pericol dacă ionii trec prin electrolit.
Elementul care îndeplinește această funcție crucială este electrolitul.
Acționează ca conductă care permite doar ionilor de litiu să se deplaseze înainte și înapoi între catod și anod.
Materialele cu conductivitate ionică ridicată sunt utilizate în principal pentru electrolit, astfel încât ionii de litiu să poată călători cu ușurință înainte și înapoi.
Există săruri, solvenți și aditivi în electrolit.
Ionii de litiu curg prin săruri, care sunt dizolvate în lichide organice numite solvenți.
iar pentru anumite obiective aditivii se introduc in cantitati limitate.
Această metodă de fabricare a electrolitului împiedică trecerea electronilor și permite numai ionilor să curgă către electrozi.
În plus, tipul de electrolit afectează cât de repede migrează ionii de litiu.
Prin urmare, pot fi utilizați numai electroliții care respectă cerințe stricte.
„Separator”, partiția impermeabilă care separă catodul și anodul
Electrolitul și separatorul definesc siguranța bateriei, în timp ce catodul și anodul determină performanța fundamentală a bateriei.
Separatorul menține catodul și anodul separat, acționând ca o barieră fizică.
Acesta permite cu grijă doar ionilor să treacă prin gaura interioară, în timp ce obstrucționează trecerea directă a electronilor.
Prin urmare, trebuie să îndeplinească toate cerințele fizice și electrochimice.
Separatoarele de rășini sintetice de astăzi, cum ar fi polietilena (PE) și polipropilena (PP), sunt disponibile comercial.
Am examinat până acum cei patru factori cheie care afectează cât de bine funcționează bateriile Li-ion.
În prezent, Samsung SDI intensifică cercetarea și dezvoltarea de materiale noi pentru îmbunătățirea performanței bateriei.
în timp ce își desfășoară cu fermitate eforturile de a îmbunătăți funcționalitatea materialelor actuale și a tehnologiilor cheie.
Prin dezvoltarea bateriilor Li-ion de înaltă capacitate, de înaltă eficiență,
Samsung SDI dorește să deschidă drumul în dezvoltarea bateriilor care vor îmbunătăți calitatea vieții oamenilor din întreaga lume.
